화공생명공학부 최경민 교수 연구팀이 금속유기구조체(MOF)를 활용해 항생제 없이 피부 상처를 빠르게 치유하는 원리를 규명했다. 향후 항생제의 주요 부작용으로 지적되는 내성을 줄이고, 동시에 치료 과정도 단축할 것으로 기대된다.

최경민 교수는 분당서울대병원, ㈜랩인큐브와 함께한 ‘지르코늄 MOF의 다중 흡착 매커니즘에 의한 전염증성 매개체 조절을 통한 상처 치유 촉진에 대한 영향 연구’ 논문에서 이같은 내용을 발표했다.

화공생명공학부 최경민 교수

연구팀에 따르면 현재 피부에 난 상처에 주로 사용하는 국소 항생제는 오래 사용할 경우 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 단점이 있다. 최근 무분별한 항생제 사용 탓에 내성이 생긴 ＇슈퍼 박테리아‘가 사회적 문제로 떠올랐고, 미국 질병통제예방센터(CDC)와 주요 피부과 학회에서도 더 이상 예방적 국소항생제 사용을 추천하지 않고 있다.

연구팀은 이번 연구에서 항생제 대신 자체 흡수, 흡착 특성이 있는 MOF를 활용하는 새로운 접근 방식을 제시했다. 주로 기체, 분자 등의 저장과 분리에 응용되는 MOF를 상처에 적용해 부작용을 유발하는 염증 매개체의 양을 줄이는 것이 핵심 아이디어다.

연구 결과 생체 내 환경에서 안정적인 특성이 있는 지르코늄 금속유기구조체(Zr-MOF)를 함유한 하이드로겔이 대조군에 비해 상처 치료 효능이 200% 향상된 것으로 나타났다. 이를 통해 불필요한 항생제 처방을 방지하고 상처 치료의 품질은 높이면서 치료 기간까지 단축할 수 있는 새로운 길이 열린 것으로 평가된다.

최경민 교수팀은 “이번 연구에 사용된 지르코늄 금속유기구조체를 포함한 하이드로겔을 피부질환 치료에 활용하기 위한 실용화를 준비하고 있다”며 “상처 치유뿐 아니라 과발현 물질의 제거가 필요한 다른 생체 부위에도 확장해 사용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

화공생명공학부 박사과정 류언진 학생

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구지원사업, 기초의과학연구센터(MRC)의 지원으로 수행됐다. 우리 대학 화공생명공학부 박사과정 류언진 학생이 공동 제1저자, 최경민 교수가 교신저자로 참여했고 서울대병원 허찬영 교수, 남선영 교수 연구팀, 우리 대학 기술지주회사 랩인큐브가 함께했다. 

이 논문은 독일 와일리(Wiley) 출판사에서 발간하는 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’(Advanced Healthcare Materials, IF=10.0)에 게재됐다.

<용어 설명>

금속유기구조체(metal-organic frameworks, MOFs): 유기 리간드(organic ligand)와 메탈이온(metal ion)의 조합으로 만들어지는 삼차원 구조체로 주로 기체, 분자, 이온 등의 저장과 분리에 응용되는 흡착제다. 내부에 수많은 나노 기공이 있으며 넓은 표면적을 제공한다.